© Альтшуллер Г.С. В сб. "Нить в лабиринте". - Петрозаводск: Карелия, 1988. - С. 165-230.
МАЛЕНЬКИЕ НЕОБЪЯТНЫЕ МИРЫ: СТАНДАРТЫ НА РЕШЕНИЕ ИЗОБРЕТАТЕЛЬСКИХ ЗАДАЧ
Стандартные решения изобретательских задач (76 стандартов)
КЛАСС 1. ПОСТРОЕНИЕ И РАЗРУШЕНИЕ ВЕПОЛЬНЫХ СИСТЕМ
КЛАСС 2. РАЗВИТИЕ ВЕПОЛЬНЫХ СИСТЕМ
КЛАСС 3. ПЕРЕХОД К НАДСИСТЕМЕ И НА МИКРОУРОВЕНЬ
КЛАСС 4. СТАНДАРТЫ НА ОБНАРУЖЕНИЕ И ИЗМЕРЕНИЕ СИСТЕМ
КЛАСС 5. СТАНДАРТЫ НА ПРИМЕНЕНИЕ СТАНДАРТОВ
ЗАДАЧИ НА ПРИМЕНЕНИЕ СТАНДАРТОВ
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ СИСТЕМЫ СТАНДАРТОВ
КОНТРОЛЬНЫЕ ОТВЕТЫ
С самого начала разработки ТРИЗ было ясно - необходимо иметь мощный информационный фонд, включающий прежде всего типовые приемы устранения технических противоречий. Работа по его созданию велась много лет: было проанализировано свыше 40000 изобретений, выявлено 40 типовых приемов (вместе с подприемами - более 100).
В глубине технических противоречий - противоречия физические. По самой своей сути физические противоречия (ФП) предъявляют двойственные требования к объекту: быть подвижным и неподвижным, горячим и холодным и т.п. Неудивительно, что изучение приемов устранения ФП привело к выводу, что должны существовать парные (двойственные) приемы, более сильные, чем одинарные. Информационный фонд ТРИЗ пополнился списком парных приемов (дробление - объединение и т. д.).
В дальнейшем выяснилось, что решение сложных задач обычно связано с применением комплексных приемов, включающих несколько обычных (в том числе и парных) приемов и физические эффекты. Наконец, были выделены особо сильные сочетания приемов и физэффектов - они и составили первую, еще немногочисленную группу стандартов на решение изобретательских задач.
Первые стандарты были найдены эмпирически: некоторые сочетания приемов и физэффектов встречались в практике столь часто и давали решения столь сильные, что сама собой напрашивалась мысль о превращении их в стандарты.
Итак, стандарты - это правила синтеза и преобразования технических систем, непосредственно вытекающие из законов развития этих систем.
Поначалу стандарты не были упорядочены: они включались в фонд по мере выявления. Число их быстро увеличивалось: 5, 9, 11, 18... В 1979 году была составлена первая система, включающая 28 стандартов. Систематизация велась с позиций вепольного анализа. Определились основные классы стандартов:
стандарты на изменение систем (и изменения в системах);
стандарты на обнаружение и измерение систем (и в системах);
стандарты на применение стандартов.
К концу 1984 года в большинстве школ ТРИЗ применялись системы, включающие 54, 59 и 69 стандартов. Практика показала, что стандарты - весьма сильный инструмент ТРИЗ. Наметилась перспектива: основная часть задач должна решаться по стандартам, в то время как АРИЗ следует использовать преимущественно для анализа нестандартных задач и получения информации, помогающей формировать новые стандарты. Кроме того, появилась надежда, что при дальнейшем усовершенствовании система стандартов превратится - в отличие от АРИЗ - в инструмент прогнозирования развития технических систем.
В 1983-1986 годах велась интенсивная работа по изучению законов развития технических систем. По современным представлениям развитие систем идет -по линии: неполные вепольные системы - полные веполи - сложные веполи - форсированные веполи - комплексно-форсированные веполи. В любом звене этой цепи возможен как переход <вверх> - на следующий системный уровень, так и переход <вниз> - на более низкий системный уровень. Удалось вскрыть некоторые механизмы, реализующие эту общую схему: переход к би- и полисистемам, операции свертывания, переход на микроуровень и т. д. Новые знания о законах развития технических систем позволили внести коррективы в структуру системы стандартов, пополнить ее новыми сильными стандартами. Нововведения были опробованы на семинарах в 1984-1986 годах. Оказалось возможным перейти к системе, включающей 76 стандартов.
Отличия новой системы:
Классификация стандартов приведена в соответствие с общей схемой развития технических систем: простые веполи - сложные веполи - форсированные веполи - комплексно-форсированные веполи - переход в надсистему и к подсистемам.
Введен ряд новых стандартов. Появление некоторых из них обусловлено углублением знаний о законах развития технических систем, подсказано логикой самой системы стандартов (заполнение <пустых> клеток).
Значительно увеличено число типичных примеров на стандарты. Примеры дополняют общую формулу стандарта практически важными тонкостями и нюансами. С этой же целью в текст стандартов включены 15 учебных задач.
Стандарты - истребители технических и физических противоречий. Их цель - преодоление противоречий, в крайнем случае - их обход. Победить противоречие, совместить несовместимое, осуществить невозможное - в этом смысл стандартов.
Хочется верить, что знакомство с системой 76 стандартов даст новатору сильные инструменты творческого решения практических производственных задач.
КЛАСС 1. ПОСТРОЕНИЕ И РАЗРУШЕНИЕ ВЕПОЛЬНЫХ СИСТЕМ
1.1. Синтез веполей
1.1.1. Синтез веполя
1.1.2. Переход к внутреннему комплексному веполю
1.1.3. Переход к внешнему комплексному веполю
1.1.4. Переход к веполю на внешней среде
1.1.5. Переход к веполю на внешней среде с добавками
1.1.6. Минимальный режим действия на вещество
1.1.7. Максимальный режим действия на вещество
1.1.8. Избирательно-максимальный режим
1.2. Разрушение веполей
1.2.1. Устранение вредной связи введением постороннего вещества
1.2.2. Устранение вредной связи видоизменением имеющихся веществ
1.2.3. Оттягивание вредного действия поля
1.2.4. Противодействие вредным связям с помощью поля
1.2.5. "Отключение" магнитных связей
1.1. СИНТЕЗ ВЕПОЛЕЙ
Главная идея этого подкласса четко отражена в стандарте 1.1.1: для синтеза работоспособной технической системы необходимо - в простейшем случае - перейти от невеполя к веполю. Нередко построение веполя наталкивается на трудности, обусловленные различными ограничениями на введение веществ и полей. Стандарты 1.1.2 - 1.1.8 показывают типичные обходные пути в таких случаях.
1.1.1. Синтез веполя
Если дан объект, плохо поддающийся нужным изменениям, и условия не содержат ограничений на введение веществ и полей, задачу решают синтезом веполя, вводя недостающие элементы.
НАПРИМЕР:
Авторское свидетельство № 283885.
Способ деаэрации порошкообразных веществ, отличающийся тем, что с целью интенсификации процесса деаэрацию проводят под действием центробежных сил.
Даны два вещества - порошок и газ - сами по себе невзаимодействующие. Введено поле, образовался веполь:
Другой ПРИМЕР.
Гравитационное поле и спиленное дерево еще не образуют вепольной системы - нет второго вещества, поэтому поле не обрабатывает дерево. По авторскому свидетельству № 461722 падающее дерево встречает на своем пути ножевое устройство, которое срезает сучья:
Чтобы дозированно подавать сыпучие или жидкие вещества, необходимо нанести их ровным слоем на легкоудаляемый материал (например, бумагу). При подготовке такого "бутерброда" происходит переход от одного вещества к двум, а для удаления основы веполь достраивают введением поля (например, теплового или механического).
Авторское свидетельство № 305363.
Способ непрерывного дозирования сыпучих материалов по весу в единице объема, например абразива, при ускоренных износных испытаниях двигателя внутреннего сгорания, отличающийся тем, что с целью повышения точности абразив предварительно наносят равномерным слоем на поверхность гибкой ленты из легковоспламеняющегося вещества, подают ее с заданной скоростью в зону нагрева и сжигают, а абразив отводят к испытуемому объекту.
Аналогично проводят микродозирование по авторскому свидетельству № 421327: раствор биохимических препаратов наносят на бумагу, а получение необходимой микродозы осуществляют отделением требуемой площадки плоского носителя.
ЗАДАЧА 1
При горячей прокатке надо подавать жидкую смазку в зону соприкосновения металла с валками. Существует множество систем подачи смазки: самотеком, с помощью разного рода "щеток" и "кистей", под напором (т. е. струйками) и т. д. Все эти системы очень плохи: смазка разбрызгивается, поступает в нужные места неравномерно и в недостаточном количестве, большая часть смазки теряется, загрязняет воздух. Нужно иметь десять разных режимов смазки - известные способы не обеспечивают такую регулировку.
Требуется способ смазки, который обеспечит поступление в нужные зоны необходимого количества смазки - без ее потерь и без существенного усложнения оборудования.
РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ 1 по СТАНДАРТУ 1.1.1:
Способ подачи жидкой смазки в очаг деформации при горячей прокатке отличается тем, что с целью исключения загрязнения окружающей среды и сокращения расхода жидкой смазкой пропитывают носитель, который подают в очаг деформации с прокаливаемым металлом. В качестве носителя используют материал, ликвидирующийся при температуре деформации, например, в результате сгорания или испарения (в частности, бумажную ленту).
Веполи часто приходиться образовывать при решении задач на выполнение операций с тонкими, хрупкими и легко деформирующимися объектами. На время выполнения этих операций объект объединяют с веществом, делающим его твердым и прочным, а затем это вещество удаляют растворением, испарением и т.д.
Авторское свидетельство № 182661.
Способ изготовления тонкостенных трубок из нихрома, включающий волочение и промежуточные отжиги в вакууме, отличающийся тем, что с целью получения трубок с толщиной стенок 0,01 мм и обеспечения при этом допуска отклонения по толщине стенки в пределах 0,002-0,003 мм, повышения выхода годного волочение на последних операциях доводки осуществляют на алюминиевом стержне, удаляемом после обработки вытравливанием щелочью.
Авторское свидетельство № 235979.
Способ изготовления резиновых шаров-разделителей путем формования и вулканизации резиновой оболочки на ядре, отличающийся тем, что с целью придания шару необходимых размеров ядро формируют из смеси измельченного мела с водой с последующей просушкой и разрушением твердого ядра после вулканизации жидкостью, вводимой с помощью иглы.